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        科研進展

        水生所發現斑馬魚原始生殖細胞特化形成的新機制

        發表日期:2022-05-10陶彬彬來源:水生生物研究所放大 縮小

          原始生殖細胞(Primordial germ cell, PGC)是發育過程中最早建立的一群生殖細胞。作為最早形式的生殖干細胞,PGC是有性生殖動物生殖發育的基礎,因而受到了廣泛的關注。PGC的形成目前有兩種學說,第一種是以小鼠和人為代表的“后成論”,PGC由其周圍細胞分泌的信號誘導形成;第二種是以模式生物斑馬魚、果蠅及線蟲等為代表的“先成論”,PGC是由卵母細胞生殖質(Germ plasm)決定,早期胚胎發育過程中獲得生殖質組分的細胞將特化為PGC。 

          斑馬魚生殖質在早期胚胎卵裂過程中逐漸向分裂溝處聚集,生殖質聚集障礙會導致PGC無法特化形成,說明生殖質聚集對PGC特化是必需的。但目前對機體如何調控生殖質聚集所知甚少。 

          中國科學院水生生物研究所胡煒研究員團隊研究發現sinhcaf基因敲除的斑馬魚胚胎特化形成的PGCs數目減少,成年后性別偏向雄性,而sinhcaf過表達胚胎特化形成的PGCs數目增加,成年后性別偏向雌性。敲除家系中異位過表達sinhcaf可恢復突變體中PGCs數目和性別比例。對sinhcaf調控斑馬魚PGC形成的分子機制進行研究,發現Sinhcaf是組蛋白去乙?;笍秃象w的組分之一,敲除sinhcaf后引起斑馬魚FG時期卵泡中組蛋白3乙?;斤@著升高,伴隨著驅動蛋白家族基因kif26ab表達顯著下降,CHIP實驗表明Sinhcaf能靶向結合在驅動蛋白基因kif26ab的轉錄調控區,且突變體中kif26ab轉錄調控區的組蛋白3乙?;缴险{,體外實驗發現Sinhcaf可促進kif26ab啟動子驅動的基因轉錄,表明Sinhcaf kif26ab基因轉錄激活有直接調控作用。敲降kif26ab基因出現與sinhcaf敲除相似的表型,即聚集到分裂溝處的生殖質含量顯著減少;而過表達kif26ab能部分拯救sinhcaf敲除導致的生殖質聚集障礙。 

          以上發現表明斑馬魚的生殖質聚集和PGC特化需要Sinhcaf介導的組蛋白去乙?;恼{控作用,并進一步證實該調控作用是通過靶向激活驅動蛋白因子kif26ab的轉錄而實現(1)。相關成果于59日以Sinhcaf-dependent histone deacetylation is essential for primordial germ cell specification為題在EMBO Reports上發表。該原創發現擴展了目前對組蛋白去乙?;^程的生物學功能認知,對于深入理解PGC特化形成的分子機制以及組蛋白去乙?;谏掣杉毎纬杉鞍l育中的生物學功能有重要意義。 

        1 Sinhcaf通過kif26ab調控斑馬魚生殖質聚集和PGC特化的作用模式圖 

          水生所胡煒研究員為論文通訊作者,陶彬彬博士和胡紅玲博士為論文共同第一作者, 加拿大渥太華大學Vance Trudeau教授,水生所朱作言院士、孫永華研究員、葛峰研究員、羅大極研究員、陳戟博士及博士研究生陳露參加了該研究工作。該研究得到國家自然科學基金創新研究群體、中國科學院戰略性先導科技專項(A類)、中科院國際伙伴計劃及國家重點研發計劃等項目的資助。 

          原文鏈接:https://www.embopress.org/doi/abs/10.15252/embr.202154387 

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